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Neues Nanomaterial für bessere Batterien vorgestellt

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teaser nanoImec, ein Forschungsstandort in den Bereichen Nanoelektronik und Energie sowie in digitalen Technologien, hat in Zusammenarbeit mit der KU Leuven ein neuartiges Nanomesh-Material präsentiert. Beim neuen Nanomesh-Material handelt es sich um eine dreidimensionale (Metall-)Gitterstruktur. Aufgrund der Kombination der Materialeigenschaften und der Herstellung soll besagtes Material eine breite Anwendung in industriellen Anwendungen finden. Möglich wären laut den Forschern effizientere Batterien, bessere Katalysatoren oder Brennstoffzellen.

Das Nanomesh-Material ist eine 3D-Struktur aus Nanodrähten, die horizontal auf mehreren Ebenen miteinander verbunden sind und sehr regelmäßige innere Abstände und Abmessungen aufweisen sollen. Daher soll das Material eine hohe Porosität mit einem sehr guten Verhältnis von Oberfläche zu Volumen kombinieren. Für jede Mikrometerdicke gibt es eine 26-fache Vergrößerung der verfügbaren Oberfläche. Um sich dies besser vorzustellen: Beim Füllen eines Volumens, wie zum Beispiel einer kleinen Getränkedose, bleibt diese zu 75% leer, während die Fläche des enthaltenen Materials der Größe eines Fußballfelds entspricht. Darüber soll es möglich sein, die internen und externen Abmessungen auf nahezu jede Spezifikation abzustimmen.

Laut Imec ist man durch das Nanomesh-Material in der Lage, Akkus mit hoher Kapazität inklusive Schnellladung herzustellen. In Brennstoffzellen könnte die Metall-Nanogitterstruktur des neuen Nanomesh-Materials als Stromkollektor und funktioneller Katalysator wirken. Zudem kann besagtes Material durch billige Anodisierungs- und Galvanisierungsverfahren hergestellt werden. Prof. Philippe Vereecken, wissenschaftlicher Direktor bei Imec und Professor an der Bio-Engineering-Fakultät der KU Leuven äußerte sich wie folgt: "Wir haben hohe Erwartungen an das neue Nanomaterial. Seine größten Stärken liegen in der Regelmäßigkeit seiner Struktur, der großen offenen Struktur und der Anpassungsfähigkeit ihrer Abmessungen. Wir haben die dreidimensionale nanoporöse Struktur vor fast zehn Jahren entdeckt, aber erst während der Doktorarbeit von Stanislaw Zankowski wurde die Einzigartigkeit dieses Materials klar.

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Kommentare (7)

#1
Registriert seit: 02.12.2016

Matrose
Beiträge: 15
Grossteils Unfug. Poröse Materialien gibt es wie Sand am Meer - auch wenn hier die Herstellung vergleichsweise einfach ist. Die Sache ist nur dass die meisten Materialien nicht langlebig sind. Wenn nach 1000 Ladezyklen das Gitter irreversibel beschaedigt ist hat man wieder ein Material mehr fuer die Tonne. Wobei fuehrende Batteriewissenschaft sicherlich nicht in Deutschland durchgefuehrt wird weil man es vor 10Jahren verschlafen hat
#2
Registriert seit: 13.02.2006
Koblenz
Admiral
Beiträge: 10752
Nur das Leuven nicht in Deutschland liegt...

Davon abgesehen hat sich seit der Jahrtausendwende ja einiges im Bereich der Akkutechnik getan. Die Akkus sind haltbarer geworden, halten höhere Ströme aus und haben eine höhere Kapazität.
#3
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Registriert seit: 17.06.2005

Kapitänleutnant
Beiträge: 1553
Richtig, wir verbessern die vorhandene Technik immer mal wieder um ein paar Prozent. Revolutionär Neues, was auch in der Praxis funktioniert, hat es aber in den letzten 20 Jahren nicht gegeben.

Das Problem ist doch, daß wir Batterien benötigen, die eben nicht nur ein paar Prozent besser sind wenn wir wirklich den kompletten Verkehr darauf umstellen wollen. Nein, wir benötigen Batterien die ein paar hundert Prozent besser sind als die heute vorhandenen.
#4
Registriert seit: 13.02.2006
Koblenz
Admiral
Beiträge: 10752
Ein paar Prozent ist gut... In den letzten 30 Jahren hat sich die Energiedichte von Akkus (und das ist mit die wichtigste Größe) vervielfacht. Ich tippe so auf Faktor 2 bis 3. Das ist etwas mehr als "ein paar Prozent".

Dadurch das das schleichend passiert, nehmen wir das nur nicht so wahr (sieht man schön an den Kommentaren zum identischen Artikel bei CB). Die Wahrnehmung der Menschen scheint zu sein, das sich bei der Akkutechnik nichts getan hat. Hat es aber sehr wohl ;)

Hier mal ne kleine Übersicht zur Energiedichte. Da sieht man wie viel sich eigentlich getan hat...


https://www.faz.net/aktuell/wissen/probleme-und-potentiale-der-lithium-ionen-technik-14030759/wenn-akkugewicht-alles-waere-14039325.html
#5
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Registriert seit: 17.06.2005

Kapitänleutnant
Beiträge: 1553
Seit 1990 hat sich die Energiedichte also etwas mehr als verdoppelt. Bravo. Daran gemessen, von welcher Basis es sich verdoppelt hat ist das immer noch nicht tauglich um den kompletten Verkehr auf Batteriebetrieb umzustellen. Wenn man sich mal den ein oder anderen Experten anhört, dann hätte man schon lange bei 500Wh/kg sein sollen, wovon wir aber immer noch weit entfernt sind und selbst bei den derzeitigen Plänen zur Verbesserung wird das noch 100 Jahre dauern dieses Ziel zu erreichen.
#6
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Registriert seit: 01.01.2016

Leutnant zur See
Beiträge: 1277
Täglich grüßt das Akkutier?

Kommen all diese "Revolutionen" in der Akkutechnik auch irgendwann bei den Kunden an? Ich warte noch auf die Durchbrüche, die vor 10 Jahren gemacht wurden.
#7
Registriert seit: 26.07.2018

Obergefreiter
Beiträge: 105
Hätte ich einen Euro bei jeder Meldung zu irgendeiner super-duper-Akkutechnologie bekommen, hätte ich heute genug Geld, um tatsächlich eine brauchbare Akkutechnologie entwickeln lassen zu können...
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